KR20090073976A - 차량의 하중 측정 장치 및 측정 방법 - Google Patents

차량의 하중 측정 장치 및 측정 방법 Download PDF

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KR20090073976A KR1020080124882A KR20080124882A KR20090073976A KR 20090073976 A KR20090073976 A KR 20090073976A KR 1020080124882 A KR1020080124882 A KR 1020080124882A KR 20080124882 A KR20080124882 A KR 20080124882A KR 20090073976 A KR20090073976 A KR 20090073976A
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Abstract

본 발명은 차량의 하중을 측정하는 방법 및 장치를 개시한다. 본 발명은 각 차량의 하중을 측정하기 위해서 무선 통신이 가능한 센서들을 차량의 판스프링 및 차량의 차체에 설치하고, 사용자는 차량에 설치된 전자기기 또는 휴대용 전자기기를 통해서 무선으로 센서들이 측정한 측정값을 수신하여 차량의 하중을 실시간으로 측정하여 과적을 예방할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 종래기술에서 유선으로 스트레인게이지와 차량에 설치된 전자기기를 연결하는 경우에 비하여 유지 보수가 편리한 효과가 나타난다. 또한, 본 발명은 하중 측정을 위해서 차량의 기울기 및 판스프링의 기울기를 측정하는 기울기 센서(경사계 센서)를 차량에 설치함으로써, 종래기술의 스트레인게이지를 차량에 설치하는 것에 비하여 설치 및 제거가 용이한 효과가 있다. 또한, 본 발명은 차량에 하중에 인가됨에 따라서 차량의 판스프링이 변형되는 정도를 판스프링의 기울기를 이용하여 측정함으로써 차량의 하중을 측정하고, 특히, 판스프링의 기울기를 차량 전체 기울기를 고려하여 측정함으로써, 상차가 수행되는 지면의 경사와 관계없이 정확한 하중 측정이 가능한 효과가 있다.

Description

차량의 하중 측정 장치 및 측정 방법{Apparatus and method for measuring weight of vehicle}
본 발명은 차량의 하중 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 차량의 현가장치인 판스프링의 기울기를 측정하여 차량의 하중을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
과적 차량의 운행은 도로 및 교량 구조물 등에 손상 요인으로 작용하므로 도로의 내구연한을 단축시켜 이에 따른 유지보수 비용을 증가시킨다.
또한, 과적차량은 주행 성능이 상대적으로 떨어지므로 해당 도로의 운행 용량을 저하시키며, 운행시 소음과 진동의 유발, 배기가스 배출 등으로 도로 주변의 환경 오염 요인으로도 작용한다.
이러한 과적의 문제점을 해결하기 위해서, 관계 당국은 여러 가지 과적 방지 시스템들 및 과적 차량 단속 방법을 적용하고 있다. 그 중 하나는 도로면의 바닥에 센서를 설치하여 차량의 무게를 측정하는 고정식 축 중량 측정 시스템을 도입하고 있으며, 화물 운송이 잦은 공사현장과 물류창고, 수출입 항만 등에도 사설 계근대를 도입하고 있다.
그러나, 이러한 계근대를 이용한 측정 장치들은 많은 예산과 장비운영의 문제점 때문에 전국적으로 확대되어 운영되지 못하고 있는 실정으로서 현재 도입되고 있는 대부분의 과적 측정방법은 상차 지점에서 멀리 떨어져 있는 계근대에서 이루어지고 있다.
한편, 차량의 자체 중량을 측정할 수 있는 종래 기술로는 판스프링에 스트레인 게이지를 부착하여 그 변형량을 측정함으로써 차량의 무게를 측정하는 판스프링 방식의 차량에 적용하는 시스템과, 에어 스프링의 공기압력을 이용하여 차량의 무게를 측정하는 압력방식 시스템, 그리고 로드셀을 적용하여 차량의 무게를 측정하는 로드셀 방식 시스템과 차량의 적재함의 무게만을 측정할 수 있는 유압게이지 방식 시스템으로 구분할 수 있다.
상술한 차량의 중량을 측정하는 방법 중 대부분은 그 원리와 구성방식에서 많은 차이를 보이고 있어 서로 다른 별개의 시스템으로 통용되고 있다
한편, 종래 기술 중에는 차량의 판스프링에 스트레인 게이지를 부착하여 적재되는 화물의 무게에 따른 스트레인 변화로부터 차량의 축 중량을 구하는 방법이 제시되었다.
차량의 판스프링에 스트레인 게이지를 부착하여 축 중량을 구하는 장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 차체 프레임(10)에 설치된 판스프링(20)에 스트레인 게이지(30)를 설치하여 차체 프레임(10)에 가감되는 무게에 따라 판스프링(20)의 휨 정도를 검출하고, 이때 검출된 휨 정도를 환산하여 축 중량으로 표시되도록 한다.
판스프링(20)에 스트레인 게이지(30)를 설치하는 과정은 그라인더 등의 연마 기를 이용하여 판스프링(20)의 표면을 연마하고, 아세톤 등을 이용하여 세척 작업을 수행한 후 접착제를 스트레인 게이지 표면에 도포한 후 일정압력(0.3~0.7kg/㎠)으로 적어도 5분 이상을 가압하며, 스트레인 게이지(30)로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 스트레인 게이지(30)의 외부에 실리콘을 도포하는 것으로 설치가 종료된다.
그러나, 이러나 판스프링(20)에 스트레인 게이지(30)를 설치하는 과정은 4축 차량의 경우 2명의 숙련자도 2시간 이상을 작업 시간으로 소비하고, 5축 차량의 경우 3시간 정도가 작업 시간으로 소비되어 비숙련자가 설치할 경우 판스프링(30)의 표면 연마와 세척, 접착, 밀폐 등의 설치과정이 복잡하여 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
또한, 판스프링(20)에 스트레인 게이지(30)를 설치하여 사용하는 차량의 하중 측정 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
판스프링(20)에 설치된 스트레인 게이지(30)는 차량의 중앙 제어장치와 케이블을 통해서 연결되는데, 차량에 화물을 적재하는 과정 및 차량의 운행중에 스트레인 게이지(30)와 중앙 제어장치를 연결하는 케이블이 끊어져 유지 및 보수가 어려운 문제점이 존재하였다.
또한, 판스프링(20)에 스트레인 게이지(30)를 설치할 때 판스프링(20)의 표면에 이물질(예를 들면, 방청 페인트, 먼지, 윤활제 등)이 완전히 제거되지 않으면 스트레인 게이지가 파손되거나 합선이 발생되는 문제점이 있으며, 판스프링(20)의 표면이 일정하게 연마되지 못하면 불규칙한 표면으로 인해 스트레인 게이지(30)가 설치후에 쉽게 이탈되거나, 불규칙한 표면으로 인해 부정확한 값을 출력하는 문제점이 있다.
또한, 판스프링(20)의 표면에 스트레인 게이지(30)가 접착제를 이용하여 고정하고, 실리콘 등을 이용하여 밀봉하므로 설치 후 판스프링(20)을 교체할 경우 스트레인 게이지(30)의 표면에 붙은 접착제 및 실리콘으로 인해 스트레인 게이지(30)를 재활용할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 스트레인 게이지는 얇은 전기 절연물 베이스 위에 격자 모양의 저항선 또는 포토 에칭 가공한 저항박을 입히고, 인출선을 붙인 것으로 스트레인 게이지 표면에 접착제를 도포하여 장착한 후에는 재사용이 불가능하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 판스프링에 설치가 용이할뿐만 아니라, 각 측정 센서들과 차량의 중앙 제어장치를 무선으로 연결함으로써, 종래기술의 하중 측정 장치에서 유선이 끊어짐으로써 발생하는 문제점을 해결하는 차량 하중 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하중 측정 장치는, 차량의 판스프링에 설치되어, 설치된 위치의 기울기(판스프링 기울기)를 측정하고, 상기 판스프링 기울기를 전송하는 판스프링 기울기 센서; 차량의 프레임에 설치되어, 설치된 위치의 기울기(기준 기울기)를 측정하고, 상기 기준 기울기를 전송하는 기준 기울기 센서; 및 상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산하여 출력하는 하중 출력 장치를 포함한다.
또한, 상기 하중 출력장치는 상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 하중으로 인하여 발생된 하중 기울기를 계산하고, 상기 하중 기울기를 이용하여 차량에 인가된 전체 하중을 계산하여 출력하는 하중 출력 장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 저장하는 데이터 베이스를 포함하고, 상기 계산된 하중 기울기를 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 차량의 하 중을 계산할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 차량의 각 차축에 대해서 축하중을 계산하고, 각 차축의 축하중을 합산하여 차량의 전체 하중을 계산할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 차량에 설치된 기준 기울기를 이용하여 판스프링 기울기 센서 측정값에서 차량 전체의 좌우 및 전후 경사를 보정하고, 요철에 의한 텐덤의 회전효과를 보정하여 차량에 인가된 축하중 및 차량 전체 하중을 측정할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 다음의 수학식
Figure 112008084808314-PAT00001
에 따라서 각 채널별 무게 환산 계수를 계산하고, 상기 무게 환산 계수를 이용하여 각 채널별 무게를 측정할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 각 채널별 무게를 다음의 수학식
Figure 112008084808314-PAT00002
에 따라서 측정할 수 있다.
또한, 상기 하중 출력 장치는 상기 판스프링 기울기 센서와 상기 기준 기울기 센서로부터 무선으로 상기 판스프링 기울기 및 상기 기준 기울기를 각각 수신할 수 있다.
또한, 하중 출력 장치는 사용자로부터 하중 측정 명령을 입력받는 입력부; 상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프링 기울기 센서와 무선으로 통신을 수행하는 무선 통신부; 차량의 하중 및 과적 여부를 사용자에게 표시하는 표시부; 차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 저장하는 데이터 베이스; 및 상기 하중 측정 명령을 입력받으면 상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프링 기울기 센서로 하중 측정 명령을 전송하고, 상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프링 기울기 센서로부터 각각 수신되는 기준 기울기 및 판스프링 기울기와 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 이용하여 차량의 하중을 계산하고 과적 여부를 판단하여 상기 표시부로 출력하는 메인 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 판스프링 기울기 센서 및 상기 기준 기울기 센서는 설치된 위치의 기울기를 측정하는 센싱부; 상기 하중 출력 장치와 무선 통신을 수행하는 RF 모듈; 상기 RF 모듈을 통해서 상기 하중 출력 장치로부터 하중 측정 명령을 입력받으면 상기 센싱부로부터 입력된 기울기값을 식별 정보와 함께 상기 RF 모듈을 통해서 상기 하중 출력 장치로 전송하는 센서 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하중 측정 방법은, 차량의 판스프링에 설치된 판스프링 기울기 센서 및 차량의 프레임에 설치된 기준 기울기 센서를 이용하여 차량 하중 측정 방법으로서, (a) 상기 판스프링 기울기 센서로부터 상기 판스프링 기울기 센서가 설치된 위치의 판스프링 기울기를 수신하고, 상기 기준 기울기 센서로부터 상기 기준 기울기 센서가 설치된 위치의 기준 기울기를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산하는 단계를 포함한다.
또한, 상술한 (b) 단계는 상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용 하여 하중으로 인하여 발생된 하중 기울기를 계산하고, 상기 하중 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산할 수 있다.
또한, 상술한 하중 측정 방법은, 상기 (a) 단계 이전에, 차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 측정하여 저장하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b) 단계는, 계산된 하중 기울기를 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 차량의 하중을 계산할 수 있다.
또한, 상술한 하중 측정 방법은, 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계는 차량의 차축별로 수행되고, 상기 (c) 단계는 차량의 각 차축에 대해서 축하중을 계산하고, 각 차축의 축하중을 합산하여 차량의 전체 하중을 계산할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는 차량에 설치된 기준 기울기를 이용하여 판스프링 기울기 센서 측정값에서 차량 전체의 좌우 및 전후 경사를 보정하고, 요철에 의한 텐덤의 회전효과를 보정하여 차량에 인가된 축하중 및 차량 전체 하중을 측정할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는 다음의 수학식
Figure 112008084808314-PAT00003
에 따라서 각 채널별 무게 환산 계수를 계산하고, 상기 무게 환산 계수를 이용하여 각 채널별 무게를 측정할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는 각 채널별 무게를 다음의 수학식
Figure 112008084808314-PAT00004
에 따라서 측정할 수 있다.
본 발명은 각 차량의 하중을 측정하기 위해서 무선 통신이 가능한 센서들을 차량의 판스프링 및 차량의 차체에 설치하고, 사용자는 차량에 설치된 전자기기 또는 휴대용 전자기기를 통해서 무선으로 센서들이 측정한 측정값을 수신하여 차량의 하중을 실시간으로 측정하여 과적을 예방할 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 종래기술에서 유선으로 스트레인게이지와 차량에 설치된 전자기기를 연결하는 경우에 비하여 유지 보수가 편리한 효과가 나타난다.
또한, 본 발명은 하중 측정을 위해서 차량의 기울기 및 판스프링의 기울기를 측정하는 기울기 센서(경사계 센서)를 차량에 설치함으로써, 종래기술의 스트레인게이지를 차량에 설치하는 것에 비하여 설치 및 제거가 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량에 하중이 인가됨에 따라서 차량의 판스프링이 변형되는 정도를 판스프링의 기울기를 이용해서 측정하여 차량의 하중을 측정하고, 특히, 판스프링의 기울기를 차량 전체 기울기를 고려하여 측정함으로써, 상차가 수행되는 지면의 경사와 관계없이 정확한 하중 측정이 가능한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 차량 하중 측정 방법에 이용되는 측정 방식을 설명하는 도면이다. 먼저, 도 2를 참조하여 본 발명의 하중 측정 방법을 설명하면, 본 발명의 차량 하중 측정 방법은 공차상태에서 도 2a에 도시된 바와 같이 원호 형 상인 판스프링(300)이 차량에 하중이 인가됨에 따라서 도 2b에 도시된 바와 같이 점차 수평 형상으로 변형된다는 점에서 착안하였다.
이러한 변형 정도를 측정하는 방식으로 종래에는 스트레인 게이지를 이용하였으나, 상술한 바와 같은 문제점이 존재하여 본 발명은 기울기 센서(경사계 센서)를 이용하여 판스프링(300)의 변형 정도를 측정하였다. 이를 위해서, 도 2a 에 도시된 바와 같이, 차량 하중에 따라서 판스프링(300)이 모양이 변형되면 이에 따른 기울기 변화를 측정하기 위해서 기울기 센서(210)를 판스프링(300)에 설치한다. 이 때, 판스프링(300)의 변형에 따라서 기울기 변화가 가장 잘 반영되는 판스프링(300)의 양쪽 측면 단부 중 어느 일측면 또는 양측면에 기울기 센서(210)를 설치한다.
공차 상태에서 기울기 센서(210)를 이용하여 기울기(경사각)를 측정하면 도 2a에 도시된 바와 같이 Θ1이 측정된다.
그 후, 차량에 하중이 인가되면 도 2b에 도시된 바와 같이 판스프링(300)이 수평으로 변형되고, 하중이 인가된 상태에서 기울기 센서(210)를 이용하여 기울기를 측정하면 도 2b에 도시된 바와 같이, Θ2가 측정되며, 하중이 인가된 상태의 기울기인 Θ2의 크기는 공차 상태의 기울기인 Θ1의 크기보다 작음을 알 수 있다.
다만, 상술한 경우에 Θ1 및 Θ2를 지면에 대해서 측정하는 경우에는 차량이 경사진 지면에서 상차할 때와 평지에서 상차할 때 서로 다른 기울기가 측정되므로, 이를 보정하기 위해서, 본 발명은 판스프링(300)의 기울기를 차량의 프레임(700)에 대한 기울기로 설정하고, 이를 구현하기 위해서 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 차량 프레임(700)의 기울기를 측정하는 기울기 센서(220)를 차량 프레임(700)에 설치하여 차량 전체의 기울기를 함께 측정한다.
이에 따라서, 본 발명은 차량 프레임(700)에 설치된 기울기 센서("기준 기울기 센서(220)"라 칭함)에서 측정된 기울기("기준 기울기"라 칭함)와 판스프링(300)에 설치된 기울기 센서("판스프링 기울기 센서(210)"라 칭함)에서 측정된 기울기("판스프링 기울기"라 칭함)를 동시에 구하고, 기준 기울기와 판스프링 기울기간의 차("하중 기울기"라 칭함)를 이용하여 차량에 인가된 하중을 측정한다. 여기서, 하중 기울기는 차량이 경사진 지면에 위치했는지 여부와 상관없이 순수하게 하중에 의해서 발생된 기울기를 나타낸다.
사전에 공차 상태에서 측정된 하중 기울기가 Θ1이고, 만차 상태에서 측정된 하중 기울기가 Θ3라고 하면, 상차하면서 측정된 하중 기울기(Θ2)가 Θ1과 Θ3사이의 값을 나타내면 적절한 하중이 차량에 인가된 것으로 판단할 수 있고, 상차하면서 측정된 하중 기울기(Θ2)가 Θ3보다 작은 값을 나타내면 과적으로 판단할 수 있다. 또한, Θ2의 크기를 Θ1과 Θ3 의 크기와 비교하여 비례식에 따라서 현재 차량에 인가된 하중을 측정할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 하중 측정 방법의 다른예를 도시하는 도면이다. 도 3a 및 도 3b에는 대형 차량의 뒷 바퀴축에 본 발명의 기준 기울기 센서(220)와 판스프링 기울기 센서(210)가 설치된 예와 이에 따 라서 기준 기울기, 판스프링 기울기, 및 하중 기울기를 측정하는 방법을 도시하였다.
도 3a 및 도 3b 에 도시된 바와 같이, 기준 기울기 센서(220)를 판스프링(300)의 정중앙 상면에 설치하고, 판스프링(300)의 양측 단부에 2개의 판스프링 기울기 센서(210a,210b)를 설치한다.
공차 상태에서 기준 기울기와 판스프링 기울기를 측정하여 하중 기울기를 계산하면, 도 3a에 도시된 바와 같이, Θ1a 및 Θ1b가 측정되고, 만차 상태에서 동일한 방식으로 측정하여 하중 기울기를 계산하면 Θ3a 및 Θ3b 가 측정된다.
그 후, 실제 상차 현장에서 하중을 인가한 상태에서 기준 기울기와 판스프링 기울기를 측정하여 하중 기울기를 계산하면 도 3b에 도시된 바와 같이, Θ2a 및 Θ2b가 측정된다.
이 때, 하중 기울기가 공차상태의 하중 기울기(Θ1a 및 Θ1b)와 만차상태의 하중 기울기(Θ3a 및 Θ3b) 사이에 위치하면 적정한 하중이 인가된 것으로 판단할 수 있고, 상차하면서 측정된 하중 기울기(Θ2a 및 Θ2b)가 만차시의 하중 기울기보다 작다면 과적이라고 판단할 수 있으며, 현재의 하중 기울기를 만차시의 하중 기울기와 공차시의 하중 기울기와 비교하여 비례식에 따라서 현재 차량에 인가된 하중을 측정할 수 있다.
지금까지 본 발명의 차량 하중 측정 방법의 개념을 설명하였다.
이하에서는, 이러한 개념을 적용하여 차량의 하중을 측정하는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명의 하중 측정 장치는 무선 및 유선으로 모두 구현이 가능하다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 무선 방식으로 구현된 차량 하중 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 무선 방식의 차량 하중 측정 장치는 다수의 판스프링 기울기 센서들(210), 다수의 기준 기울기 센서들(220), 및 기울기 센서들로부터 측정된 기울기값을 이용하여 차량의 하중을 측정하여 사용자에게 표시하는 하중 출력 장치(100)를 포함하여 구성된다.
먼저, 복수의 판스프링 기울기 센서(210-1 내지 210-n)는 상술한 바와 같이 차량의 판스프링(300)에 설치되어, 하중 출력 장치(100)로부터 하중 측정 명령을 무선으로 수신하면, 기울기를 측정하고 측정값인 판스프링 기울기값을 자신의 식별 정보와 함께 무선으로 하중 출력 장치(100)로 전송한다.
복수의 기준 기울기 센서(220-1 내지 220-m)는 상술한 바와 같이 차량의 프레임(700)이나 뒷 바퀴에 연결된 판스프링(300)의 중앙 상면에 설치되어, 하중 출력 장치(100)로부터 하중 측정 명령을 무선으로 수신하면, 기울기를 측정하고 측정값인 기준 기울기값을 자신의 식별 정보와 함께 무선으로 하중 출력 장치(100)로 전송한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판스프링 기울기 센서(210) 및 기준 기울기 센서(220)의 세부 구성을 도시하는 상세 블록도이다. 도 5를 더 참조하면, 본 발명의 판스프링 기울기 센서(210) 및 기준 기울기 센서(220)는 센싱 부(510), 센서 제어부(520), RF 모듈(530), 및 전원부(540)를 포함한다.
센싱부(510)는 일반적으로 이용되는 경사계 센서 등으로 구현되어 현재 경사도(기울기)를 출력한다.
센서 제어부(520)는 RF 모듈(530)로부터 하중 측정 명령이 수신되면 센싱부(510)로부터 기울기값을 입력받아, 자신의 식별 정보와 함께 RF 모듈(530)로 출력한다.
RF 모듈(530)은 소정의 주파수 대역으로 센서 제어부(520)로부터 입력된 기울기값과 자신의 식별정보를 하중 출력 장치(100)로 전송한다.
전원부(540)는 1차 전지 또는 2차 전지로 구현되어 센싱부(510), 센서 제어부(520) 및 RF 모듈(530)로 전력을 공급한다.
다시 도 4를 참조하면, 하중 출력 장치(100)는 휴대용 전자 기기, 차량 내부에 설치되는 전자기기, 또는 차량용 내비게이션 등 다양한 형태로 구현될 수 있고, 무선 통신부(110), 메인 제어부(120), 입력부(150), 표시부(130) 및 데이터 베이스(140;DB)를 포함하여 구성된다.
무선 통신부(110)는 소정의 주파수 대역(본 발명의 바람직한 실시예는 2.4GHz대역을 사용하지만 다른 주파수 대역도 이용 가능함)으로 복수의 판스프링 기울기 센서(210) 및 복수의 기준 기울기 센서(220)와 무선 통신을 수행하여, 하중 측정 제어 명령을 복수의 판스프링 기울기 센서(210) 및 복수의 기준 기울기 센서(220)로 무선 전송하고, 복수의 판스프링 기울기 센서(210) 및 복수의 기준 기울기 센서(220)로부터 기울기값 및 센서 식별 정보를 수신하여 메인 제어부(120)로 출력한다.
표시부(130)는 LCD 디스플레이 장치로 구현되어 메인 제어부(120)로부터 입력되는 차량 관리 메뉴 및 하중 측정 결과를 사용자에게 표시한다.
입력부(150)는 키패드 또는 터치 스크린등으로 구현되어 사용자로부터 표시부(130)에 출력된 메뉴에 대한 선택 정보 및 제어 명령을 입력받아 메인 제어부(120)로 출력한다.
데이터 베이스(140)는 공차 상태 및 만차 상태에서 각 판스프링 기울기 센서(210)에서 측정된 기울기값과 각 기준 기울기 센서(220)에서 측정된 기울기값을 저장하고, 공차 상태와 만차 상태의 각 축의 무게, 후술하는 수학식 1 에 기재된 바와 같은 무게환산계수 등을 저장한다.
또한, 데이터 베이스(140)는 공차 상태와 만차 상태에서의 기준 기울기와 판스프링 기울기간의 차(각도차)인 하중 기울기를 계산하여 저장한다. 또한, 데이터 베이스(140)는 하중 측정시마다 하중이 측정된 시간, 각 기울기 센서들의 측정값(측정 기울기값), 측정값들을 이용하여 계산된 각 축의 축하중, 전체 차량의 하중을 저장한다.
한편, 메인 제어부(120)는 본 발명의 하중 측정 장치가 구동되면 차량 관리에 관한 기본적인 메뉴들을 표시부(130)로 출력하고, 입력부(150)로부터 하중 측정 명령이 입력되면, 하중 측정 명령을 무선 통신부(110)를 통해서 기준 기울기 센서(220)와 판스프링 기울기 센서(210)로 전송하고, 기준 기울기 센서(220)와 판스프링 기울기 센서(210)로부터 수신된 기울기값과 각 기울기 센서들의 식별 정보를 이용하여 차량의 각 차축에 인가된 하중 및 차량 전체의 하중을 계산하고, 계산된 결과를 표시부(130)로 출력한다. 메인 제어부(120)에서 차량 하중을 계산하는 과정을 도 6a 및 도 6b를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6a 및 도 6b 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 다수의 판스프링 기울기 센서(210-1~210-8)와 기준 기울기 센서(220-1~220-3)가 차량에 설치된 상태를 설명하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 판스프링 기울기 센서(210)는 차량의 각 차축과 연결되는 좌우측 바퀴축에 하나씩 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 차축이 n 개인 차량의 경우에는 2n 개의 판스프링 기울기 센서(210)가 설치된다. 도시된 예에서, 차량에는 4개의 차축이 형성되어 있으므로, 8개의 판스프링 기울기 센서(210-1 내지 210-8)가 각 바퀴축에 연결된 판스프링(300)에 설치된다.
다만, 도시된 예에서는, 제 1 차축(610) 및 제 2 차축(620)에 설치된 독립 서스펜션인 각 판스프링(300)의 일측에만 판스프링 기울기 센서(210-1 내지 210-4)가 설치되는 것으로 도시하였으나, 측정의 정확도를 높이기 위해서 판스프링의 양측에 모두 판스프링 기울기 센서(210)를 설치할 수도 있다.
한편, 기준 기울기 센서(220)는 제 3 차축(630) 및 제 4 차축(640)에 걸쳐 설치된 텐덤 서스펜션 판스프링의 상부 중앙에 제 1 기준 기울기 센서(220-1) 및 제 2 기준 기울기 센서(220-2)가 설치되고, 차량의 차체 프레임(700)에 제 3 기준 기울기 센서(220-3)가 설치된다.
기존 스트레인 게이지센서의 문제점인 경사지 및 요철지(비포장도로)에서 정 확한 측정이 되지 않는 문제점을 해결하기 위해서, 메인 제어부(120)는 기울기 센서들의 측정값들에 대해서, 제 1 및 제 2 기준 기울기 센서(220-1,220-2)를 이용하여 요철에 의한 텐덤의 회전효과를 보정하고, 제 3 기준 기울기 센서(220-3)를 이용하여 전체 차량의 좌우, 전후 경사를 보정하여 경사지 및 요철지에서도 정확한 하중을 측정할 수 있는 효과가 나타난다.
그 측정 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 메인 제어부(120)는 기울기값과 함께 수신된 식별정보를 이용하여 각 센서들의 위치를 식별하고, 제 3 기준 기울기 센서(220-3)로부터 수신된 기준 기울기 값과 제 1 차축(610)과 연결된 판스프링에 설치된 판스프링 기울기 센서(210-1,210-2)로부터 수신된 판스프링 기울기값을 이용하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 방식에 따라서 하중 기울기를 계산하고, 하중 기울기를 데이터 베이스(140)에 저장된 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 제 1 차축(610)에 인가된 하중(축하중)을 계산한다.
또한, 메인 제어부(120)는 제 3 기준 기울기 센서(220-3)로부터 수신된 기준 기울기 값과 제 2 차축(620)과 연결된 판스프링에 설치된 판스프링 기울기 센서(210-3, 210-4)로부터 수신된 판스프링 기울기값을 이용하여 제 1 차축(610)과 동일한 방식으로 제 2 차축(620)에 인가된 하중(축하중)을 계산한다.
또한, 메인 제어부(120)는 제 1 기준 기울기 센서(220-1) 및 제 2 기준 기울기 센서(220-2)로부터 수신된 기준 기울기 값과 제 3 차축(630) 및 제 4 차축(640)과 연결된 판스프링에 설치된 판스프링 기울기 센서들(210-5 내지 210-8)로부터 수신된 판스프링 기울기값을 이용하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 방식에 따라 서 하중 기울기를 계산하고, 하중 기울기를 데이터 베이스(140)에 저장된 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 제 3 차축(630) 및 제 4 차축(640)에 인가된 하중(축하중)을 계산한다.
각 차축의 하중이 계산되면, 메인 제어부(120)는 각 차축의 하중을 합산하여 차량 전체의 하중을 계산하고, 데이터 베이스(140)에 저장된 만차시의 하중과 비교하여 차량의 과적 여부를 판단한다.
차량의 하중을 측정하는 계산 과정의 일예를 수식으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 실시간 하중 측정을 위한 각 판스프링 기울기 센서에 대한 무게 환산 계수를 아래의 수학식 1 에 따라서 생성한다.
각 채널별 무게 환산 계수(여기서 채널이란 각 바퀴를 나타냄)는 각 판스프링 센서가 설치되는 바퀴축에 인가될 수 있는 하중(만차상태의 하중-공차상태의 하중)을 만차상태의 하중 기울기값과 공차상태의 하중 기울기값간의 차로 나눈값이다.
Figure 112008084808314-PAT00005
예컨대, 제 1 판스프링 기울기 센서(210-1)가 설치된 채널의 무게 환산 계수(F_01)는 다음의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112008084808314-PAT00006
여기서 SE_01 공차상태에서 측정된 제 1 판스프링 기울기 센서(210-1)의 기울기값을 나타내고, SE_11 은 공차상태에서 측정된 제 3 기울기 센서(220-3)의 기준 기울기값을 나타낸다.
또한, SF_01은 만차상태에서 측정된 제 1 판스프링 기울기 센서(210-1)의 기울기값을 나타내고, SF_11은 만차상태에서 측정된 제 3 기울기 센서(220-3)의 기준 기울기값을 나타낸다.
또한, WE_01은 공차상태에서 제 1 판스프링 기울기 센서(210-1)가 설치된 바퀴축의 무게로서, 축중의 1/2 또는 개별적으로 입력된 값을 나타내고, WF_01은 만차상태에서 제 1 판스프링 기울기 센서(210-1)가 설치된 바퀴축의 무게로서, 축중의 1/2 또는 개별적으로 입력된 값을 각각 나타낸다.
한편, 차량에 상차중에 실시간으로 측정되는 각 바퀴축의 하중은 다음의 수학식 3에 의해서 계산할 수 있다.
Figure 112008084808314-PAT00007
상술한 수학식 3에서 기준 기울기 센서 변화량은, 독립 서스펜션 바퀴축의 하중을 구하는 경우에는 차체 프레임에 설치된 기준 기울기 센서의 변화량을 나타내고, 텐덤 공유 서스펜션 바퀴축의 하중을 구하는 경우에는 텐덤에 설치된 기준 기울기 센서의 변화량을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 예에 수학식 3을 적용하면, 제 1 축(610) 및 제 2 축(620)과 같이 텐덤을 공유하지 않는 독립 서스펜션 바퀴축에 인가되는 하중은 다음의 수학식 4 에 의해서 계산되고, 제 3 축(630) 및 제 4 축(640)과 같이 텐덤을 공유하는 텐덤 공유 서스펜션 바퀴축에 인가되는 하중은 다음의 수학식 5에 의해서 계산되며, 각 축의 축하중은 좌우 바퀴축의 축하중을 합산하여 구할 수 있다.
Figure 112008084808314-PAT00008
Figure 112008084808314-PAT00009
상술한 수학식 4 및 수학식 5에서 채널별 보정계수는 각 차량별로 사전에 실험을 통해서 구해지는 상수이다.
지금까지 도 6a 및 도 6b를 참조하여 4축 차량의 예를 들어 본 발명의 차량 하중 측정 방법을 설명하였으나, 상술한 하중 측정 방법은 3축 차량 및 5축 차량에도 동일하게 적용됨을 주의하여야 한다.
즉, 본 발명의 특징은 판스프링에 설치된 기울기 센서를 이용해서 차량에 인가되는 하중을 측정을 하되, 경사지형과 요철지형 보정을 위해서 기준기울기 센서를 사용한다는 점에 있다. 특히, 기준기울기센서는 전체 차량의 기준 기울기센서 (제3 기준 기울기센서)와 텐덤 공유축의 텐덤 기준 기울기센서(제 1 및 제 2 기준 기울기센서)로 나뉘고, 독립적으로 움직이는 축(예컨대, 도 6a 및 도 6b의 제 1 축 및 제 2 축)의 측정은 제 3 기준 기울기센서로 경사보정을 실시하고, 텐덤축을 공유하는 축(예컨대, 제 3 축 및 제 4 축)의 측정은 제1 및 제2 기준 기울기 센서로 경사 및 요철 보정을 실시한다는 점에 본 발명의 특징이 있으며, 따라서, 이러한 본 발명의 축하중 측정 방식은 4축 차량 뿐만아니라, 3축 또는 5축 차량에서도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 상술한 예에서, 독립 서스펜션 바퀴축에 설치된 판스프링의 일측에 하나의 판스프링 기울기 센서만을 설치하는 것으로 기재하였으나, 보다 정교한 측정을 위해서는 판스프링의 양측에 각각 판스프링 기울기 센서를 설치하는 것이 바람직하다.
이는 차량의 구조상 경사지에서 하중에 의한 각도 변화이외에 추가로 변형이 생기기 때문이다. 이상적인 경우에는, 차량이 기울어짐에 따라서 도 6c 의 상부에 도시된 바와 같이 판스프링도 차량과 평행하게 기울어져야 하지만, 판스프링과 차체를 연결하는 링커의 영향으로 도 6c 의 하부에 도시된 바와 같이, 판스프링이 차체와 평행하지 않게 기울어질 수 있다.
이러한 경우에, 판스프링의 실제 변형과 기울어짐은 판스프링의 가운데 축을 기준으로 좌우가 서로 다른 변형이 발생하기 때문에 좌우측의 평균값을 구해서 무게로 환산하는 것이 하나의 판스프링 기울기 센서를 이용하여 하중을 측정하는 것보다 정확도를 높일 수 있다.
이렇게 독립 서스펜션 바퀴축에 2개의 판스프링 기울기 센서를 설치한 경우에, 상술한 수학식 1의 "센서 변화량"과 수학식 3의 "판스프링의 센서 변화량"은"두 판스프링 기울기 센서의 평균 변화량"이 된다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 하중 측정 장치의 구성 및 각 구성의 기능에 대해서 설명하였다.
도 7 은 판스프링 기울기 센서(210)가 판스프링(300)에 설치되는 상세 예를 설명하는 도면이다. 도 7을 참조하면, 판스프링 기울기 센서(210)는 접착부(212)에 의해서 판스프링(300)과 결합된다. 이 때, 접착부(212)는 판스프링 기울기 센서(210)의 저면에 설치되어 판스프링 기울기 센서(210)가 판스프링(300)과 밀착하여 고정되도록 하는 구성으로 접착제가 도포된 양면 테이프나 자성체를 이용하여 구현된다. 접착부(212)를 자성체로 구현하는 경우 바람직하게는 네오디움 자석(Neodymium magnet)을 이용한다. 네오디움 자석은 네오디뮴과 철 및 붕소의 화합물(NdFeB)로 만들어지는데, 자석의 힘이 매우 강해서 판스프링(300)과 밀착된 판스프링 기울기 센서(210)가 유동하거나 이탈되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 도 7 에 도시된 바와 같이, 차량의 운행중 발생하는 진동으로 인해서 판스프링 기울기 센서(210)가 최초 설치된 위치로부터 이동하는 것을 방지하기 위해서 판스프링 기울기 센서(210)의 위치를 고정하는 고정부(230)를 더 설치할 수 있다.
고정부(230)는 내부에 수납부(231)가 형성된 플라스틱 사출물로써, 고정부(230)의 저면에 접착제 등을 도포하여 판스프링(300)에 고정되도록 하고, 판스프 링 기울기 센서(210)와 동일한 형상을 갖는 수납부(231)에 판스프링 기울기 센서(210)를 안착시킴으로써, 판스프링 기울기 센서(210)의 유동이 제한되도록 한다. 따라서, 판스프링 기울기 센서(210)는 접착부(212)에 의해 판스프링(300)에 1차 고정되고, 고정부(230)에 의해 설치된 위치로부터 이탈되거나 유동하는 것이 방지되도록 2차 고정된다.
또한, 고정부(230)는 상부 일측에 개폐 가능한 덮개부(232)가 더 설치되어 수납부(231)에 안착된 판스프링 기울기 센서(210)가 외부의 습기, 먼지 등의 이물질로부터 노출되는 것을 방지하도록 한다. 즉, 덮개부(232)는 판스프링 기울기 센서(210)가 고정부(230)에 안착된 후 고정부(230)의 상면을 덮어 고정부(230)의 내부가 밀폐되도록 하고, 밀폐 상태를 유지하기 위해 덮개부(232)의 일측에 형성된 후크(233)를 고정홈(234)과 결합시킨다.
상술한 바와 같이, 기준 기울기 센서(220)는 판스프링 기울기 센서(210)와 설치 위치만 차이가 있고, 그 구성, 설치 방식 및 고정부(230)와 결합되는 방식도 판스프링 기울기 센서(210)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하중 측정 방법을 설명하는 흐름도인 도 8을 더 참조하여 본 발명의 하중 측정 방법을 설명한다. 하중 측정 방법의 세부적인 과정은 이미 하중 측정 장치의 기능을 설명하면 설명되었으므로 도 8을 참조하여 본 발명의 하중 측정 방법의 전체적인 흐름에 대해서만 설명한다.
먼저, 본 발명에 따라서 차량의 하중을 측정하기 위해서, 본 발명의 차량 하중 측정 장치는 공차 상태와 만차 상태에서 각 차축의 판스프링 기울기 센서(210) 에서 측정된 판스프링 기울기와 기준 기울기 센서(220)에서 측정된 기준 기울기를 측정하여 공차 상태에서의 하중 기울기와 만차 상태에서의 하중 기울기를 구하여 데이터 베이스(140)에 저장한다(S800).
그 후, 차량에 상차할 때, 하중 출력 장치(100)가 사용자로부터 하중 측정 명령을 입력받으면, 하중 출력 장치(100)는 각 판스프링 기울기 센서(210) 및 기준 기울기 센서(220)로 하중 측정 명령을 전송한다(S810).
하중 측정 명령을 수신한 각 판스프링 기울기 센서(210) 및 기준 기울기 센서(220)는 판스프링 기울기와 기준 기울기를 측정하여 자신의 식별 정보와 함께 무선으로 전송하고, 하중 출력 장치(100)는 이들을 수신한다(S820).
하중 출력 장치(100)는 각 센서들의 식별정보에 따라서 수신된 기준 기울기와 판스프링 기울기를 이용하여 각 차축에 연결된 판스프링(300)의 하중 기울기를 계산한다(S830).
그 후, 하중 출력 장치(100)는 데이터 베이스(140)에 저장된 각 차축에 대해서 저장된 공차시 하중 기울기와 만차시 하중 기울기를 판독하고 현재 각 차축에 대해서 계산된 하중 기울기와 비교하여 현재 각 차축에 인가된 하중(축하중)을 계산한다(S840).
하중 출력 장치(100)는 각 축하중을 합산하여 차량에 인가된 전체 하중을 계산하여 과적 여부를 판단한다(S850).
본 발명의 바람직한 실시예에 따라서, 제 S840 단계에서 축하중을 계산하는 방법 및 제 S850 단계에서 전체 하중을 계산하는 과정은 수학식 1 내지 수학식 3을 참조하여 상술하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 무선 방식으로 차량의 하중을 측정하는 장치 및 방법을 설명하였다. 본 발명의 다른 실시예는 무선 대신 유선 방식으로 차량의 하중을 측정한다.
유선 방식의 실시예는 도 4 및 도 5 에 도시된 구성에서 무선 방식을 구현하기 위한 구성요소들(무선 통신부, RF 모듈 등)이 생략된다. 따라서, 각 기준 기울기 센서와 판스프링 기울기 센서는 센싱부만으로 구현되어 메인 제어부와 직접 연결되어 유선으로 메인 제어부로부터 제어신호를 수신하고, 메인 제어부로 측정값(측정 기울기값)을 출력하며, 하중 출력 장치로부터 직접 전원을 공급받는다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 은 종래 기술에 따라서 차량의 판스프링에 스트레인 게이지를 부착하여 차량의 하중을 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 차량 하중 측정 방법에 이용되는 측정 방식을 설명하는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량 하중 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 판스프링 기울기 센서 및 기준 기울기 센서의 세부 구성을 도시하는 상세 블록도이다.
도 6a 내지 도 6c 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 다수의 판스프링 기울기 센서와 기준 기울기 센서가 차량에 설치된 상태를 설명하는 도면이다.
도 7 은 판스프링 기울기 센서가 판스프링에 설치되는 상세 예를 설명하는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하중 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (17)

  1. 차량의 판스프링에 설치되어, 설치된 위치의 기울기(판스프링 기울기)를 측정하고, 상기 판스프링 기울기를 전송하는 판스프링 기울기 센서;
    차량의 프레임에 설치되어, 설치된 위치의 기울기(기준 기울기)를 측정하고, 상기 기준 기울기를 전송하는 기준 기울기 센서; 및
    상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산하여 출력하는 하중 출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하중 출력장치는
    상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 하중으로 인하여 발생된 하중 기울기를 계산하고, 상기 하중 기울기를 이용하여 차량에 인가된 전체 하중을 계산하여 출력하는 하중 출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하중 출력 장치는
    차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 저장하는 데이터 베이스를 포함하고,
    상기 계산된 하중 기울기를 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 차량의 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 출력 장치는 차량의 각 차축에 대해서 축하중을 계산하고, 각 차축의 축하중을 합산하여 차량의 전체 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중 출력 장치는 차량에 설치된 기준 기울기를 이용하여 판스프링 기울기 센서 측정값에서 차량 전체의 좌우 및 전후 경사를 보정하고, 요철에 의한 텐덤의 회전효과를 보정하여 차량에 인가된 축하중 및 차량 전체 하중을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 하중 출력 장치는 다음의 수학식
    Figure 112008084808314-PAT00010
    에 따라서 각 채널별 무게 환산 계수를 계산하고, 상기 무게 환산 계수를 이용하여 각 채널별 무게를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하중 출력 장치는 각 채널별 무게를 다음의 수학식
    Figure 112008084808314-PAT00011
    에 따라서 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하중 출력 장치는 상기 판스프링 기울기 센서와 상기 기준 기울기 센서로부터 무선으로 상기 판스프링 기울기 및 상기 기준 기울기를 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하중 출력 장치는
    사용자로부터 하중 측정 명령을 입력받는 입력부;
    상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프링 기울기 센서와 무선으로 통신을 수행하는 무선 통신부;
    차량의 하중 및 과적 여부를 사용자에게 표시하는 표시부;
    차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 저장하는 데이터 베이스; 및
    상기 하중 측정 명령을 입력받으면 상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프링 기울기 센서로 하중 측정 명령을 전송하고, 상기 기준 기울기 센서 및 상기 판스프 링 기울기 센서로부터 각각 수신되는 기준 기울기 및 판스프링 기울기와 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 이용하여 차량의 하중을 계산하고 과적 여부를 판단하여 상기 표시부로 출력하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판스프링 기울기 센서 및 상기 기준 기울기 센서는
    설치된 위치의 기울기를 측정하는 센싱부;
    상기 하중 출력 장치와 무선 통신을 수행하는 RF 모듈;
    상기 RF 모듈을 통해서 상기 하중 출력 장치로부터 하중 측정 명령을 입력받으면 상기 센싱부로부터 입력된 기울기값을 식별 정보와 함께 상기 RF 모듈을 통해서 상기 하중 출력 장치로 전송하는 센서 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 장치.
  11. 차량의 판스프링에 설치된 판스프링 기울기 센서 및 차량의 프레임에 설치된 기준 기울기 센서를 이용하여 차량 하중 측정 방법으로서,
    (a) 상기 판스프링 기울기 센서로부터 상기 판스프링 기울기 센서가 설치된 위치의 판스프링 기울기를 수신하고, 상기 기준 기울기 센서로부터 상기 기준 기울기 센서가 설치된 위치의 기준 기울기를 수신하는 단계; 및
    (b) 상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    상기 기준 기울기 및 상기 판스프링 기울기를 이용하여 하중으로 인하여 발생된 하중 기울기를 계산하고, 상기 하중 기울기를 이용하여 차량에 인가된 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에, 차량의 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기를 측정하여 저장하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (b) 단계는, 계산된 하중 기울기를 상기 공차 상태의 하중 기울기 및 만차 상태의 하중 기울기와 비교하여 차량의 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계는 차량의 차축별로 수행되고,
    상기 (c) 단계는 차량의 각 차축에 대해서 축하중을 계산하고, 각 차축의 축하중을 합산하여 차량의 전체 하중을 계산하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 차량에 설치된 기준 기울기를 이용하여 판스프링 기울기 센서 측정값에서 차량 전체의 좌우 및 전후 경사를 보정하고, 요철에 의한 텐덤의 회전효과를 보정하여 차량에 인가된 축하중 및 차량 전체 하중을 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 (c) 단계는 다음의 수학식
    Figure 112008084808314-PAT00012
    에 따라서 각 채널별 무게 환산 계수를 계산하고, 상기 무게 환산 계수를 이용하여 각 채널별 무게를 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는 각 채널별 무게를 다음의 수학식
    Figure 112008084808314-PAT00013
    에 따라서 측정하는 것을 특징으로 하는 차량 하중 측정 방법.
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